2025年热工技术考试题及答案

热工技术考试题及答案姓名：____________________

一、选择题（每题2分，共20分）

1.热工技术中，热力学第一定律表明：

A.能量守恒定律

B.热量与功的相互转化

C.热量与功的相互独立

D.能量可以无限创造

2.在热力学循环中，热效率最高的循环是：

A.卡诺循环

B.瑞利循环

C.奥托循环

D.摩诺循环

3.热工技术中，热交换器的主要作用是：

A.增加系统的内能

B.降低系统的内能

C.实现热量传递

D.转换热能为机械能

4.在热工技术中，下列哪种物质的热导率最高？

A.铝

B.铜

C.钢

D.玻璃

5.热工技术中，下列哪种设备用于测量流体压力？

A.温度计

B.压力计

C.流量计

D.质量流量计

6.热工技术中，下列哪种设备用于测量流体流量？

A.温度计

B.压力计

C.流量计

D.质量流量计

7.热工技术中，下列哪种设备用于测量温度？

A.温度计

B.压力计

C.流量计

D.质量流量计

8.热工技术中，下列哪种设备用于测量质量流量？

A.温度计

B.压力计

C.流量计

D.质量流量计

9.热工技术中，下列哪种设备用于测量蒸汽的干度？

A.温度计

B.压力计

C.流量计

D.干度计

10.热工技术中，下列哪种设备用于测量蒸汽的比容？

A.温度计

B.压力计

C.流量计

D.比容计

二、填空题（每题2分，共20分）

1.热工技术中，热力学第一定律的数学表达式为：ΔU=Q+W。

2.热工技术中，热交换器的主要类型有：间壁式、混合式和辐射式。

3.热工技术中，热导率是衡量物质导热性能的物理量。

4.热工技术中，压力计用于测量流体压力。

5.热工技术中，流量计用于测量流体流量。

6.热工技术中，温度计用于测量温度。

7.热工技术中，质量流量计用于测量质量流量。

8.热工技术中，干度计用于测量蒸汽的干度。

9.热工技术中，比容计用于测量蒸汽的比容。

10.热工技术中，热效率是指热机有效利用热能的能力。

三、简答题（每题5分，共20分）

1.简述热工技术中热力学第一定律的含义。

2.简述热工技术中热交换器的主要类型及其应用。

3.简述热工技术中压力计、流量计、温度计、质量流量计、干度计和比容计的作用。

4.简述热工技术中热效率的概念及其影响因素。

5.简述热工技术中蒸汽的干度和比容的概念及其测量方法。

四、计算题（每题10分，共30分）

1.已知一个热机在等温膨胀过程中，吸收的热量为Q1=500J，对外做功W1=300J，求该热机的热效率。

2.一个热交换器中，冷热流体进行热量交换，冷流体进口温度为T1=20℃，出口温度为T2=50℃，热流体进口温度为T3=80℃，出口温度为T4=70℃，求热交换器的传热系数K。

3.某蒸汽锅炉的蒸发量为100t/h，蒸汽压力为1.2MPa，求锅炉所需的燃料量（假设锅炉效率为80%）。

五、论述题（每题15分，共30分）

1.论述热工技术中热交换器的工作原理及其在工业生产中的应用。

2.论述热工技术中热效率的重要性及其提高措施。

六、应用题（每题20分，共40分）

1.某工厂有一台蒸汽锅炉，蒸汽压力为1.0MPa，蒸汽温度为饱和温度，求锅炉的蒸发量。

2.某热交换器中，冷流体进口温度为40℃，出口温度为30℃，热流体进口温度为80℃，出口温度为70℃，求该热交换器的传热面积。

试卷答案如下：

一、选择题答案及解析思路：

1.A.能量守恒定律：热力学第一定律表明，能量不能被创造或销毁，只能从一种形式转化为另一种形式。

2.A.卡诺循环：在理想情况下，卡诺循环的热效率是最高的，因为它只涉及等温过程和绝热过程。

3.C.实现热量传递：热交换器的主要功能是利用温差实现热量从高温流体传递到低温流体。

4.B.铜：在常见的金属材料中，铜的热导率最高。

5.B.压力计：压力计用于测量流体对容器壁的压力。

6.C.流量计：流量计用于测量流体在单位时间内的流量。

7.A.温度计：温度计用于测量物体的温度。

8.D.质量流量计：质量流量计用于测量单位时间内流过某点的流体质量。

9.D.干度计：干度计用于测量蒸汽中干蒸汽所占的比例。

10.D.比容计：比容计用于测量流体在特定条件下的比容。

二、填空题答案及解析思路：

1.ΔU=Q+W：热力学第一定律的数学表达式，表示系统内能的变化等于系统吸收的热量加上对外做的功。

2.间壁式、混合式和辐射式：热交换器的三种主要类型，分别适用于不同的热量传递需求。

3.热导率：热导率是物质导热能力的度量，表示单位时间内通过单位面积的热量。

4.压力计：压力计用于测量流体压力。

5.流量计：流量计用于测量流体流量。

6.温度计：温度计用于测量温度。

7.质量流量计：质量流量计用于测量质量流量。

8.干度计：干度计用于测量蒸汽的干度。

9.比容计：比容计用于测量蒸汽的比容。

10.热效率：热效率是指热机有效利用热能的能力，通常用百分比表示。

三、简答题答案及解析思路：

1.热力学第一定律的含义：热力学第一定律是能量守恒定律在热力学系统中的应用，表明能量不能被创造或销毁，只能从一种形式转化为另一种形式。

2.热交换器的工作原理及其应用：热交换器通过温差实现热量传递，工作原理是利用冷热流体之间的温差，通过传热壁面实现热量的传递。热交换器广泛应用于工业生产、建筑和日常生活中，如加热、冷却、制冷等。

3.压力计、流量计、温度计、质量流量计、干度计和比容计的作用：这些仪表分别用于测量流体压力、流量、温度、质量流量、蒸汽的干度和比容，为热工技术提供重要的参数数据。

4.热效率的概念及其影响因素：热效率是指热机有效利用热能的能力，影响因素包括热机的设计、工作条件、燃料质量等。提高热效率的措施包括优化热机设计、改善燃烧条件、提高燃料利用率等。

5.蒸汽的干度和比容的概念及其测量方法：蒸汽的干度是指蒸汽中干蒸汽所占的比例，比容是指蒸汽在特定条件下的体积。测量方法包括使用干度计和比容计，通过测量蒸汽的压力、温度和体积等参数来计算。

四、计算题答案及解析思路：

1.热效率计算：热效率=(对外做功/吸收的热量)×100%=(300J/500J)×100%=60%。

2.传热系数计算：传热系数K=(Q/(A×ΔT))，其中Q为传热量，A为传热面积，ΔT为温差。具体计算需要知道Q、A和ΔT的数值。

3.锅炉燃料量计算：燃料量=蒸发量/锅炉效率=100t/h/0.8=125t/h。

五、论述题答案及解析思路：

1.热交换器的工作原理及其应用：热交换器通过温差实现热量传递，工作原理是利用冷热流体之间的温差，通过传热壁面实现热量的传递。热交换器广泛应用于工业生产、建筑和日常生活中，如加热、冷却、制冷等。

2.热效率的重要性及其提高措施：热效率是衡量热机性能的重要指标，提高热效率可以降低能源消耗，减少环境污染